北京市第二十中学2025-2026学年高一下学期期末考试物理试题（启承）

北京市第二十中学2025-2026学年度第二学期期末考试试卷 高一启承 物理 (时间：90分钟 满分：100分 为必修3模块结业考试) 命题人：李小艳 审题人：张晓 班级 姓名 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分) 1.下列说法中正确的是（) A.磁感线是磁场中客观存在的 B.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终 C.根据B无磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与L成反比 D.磁场中某点的磁场方向，为放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 2.将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测得电流、电压值对应点如图所示。其中阻值最接 近的两个电阻是() A.a与b B.b与c c.b与d D.a与d 3.列关于四幅图的说法正确的是（) A.图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B,图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电屏蔽原理 C.在图丙所示的静电场中，同一试探电荷在A点所受电场力小于在B点所受电场力 D.图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB,导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体 A带正电，B带负电 4.关于电场强度的概念，下列说法正确的是（) A,由E。可知，某电场的场强E跟F成正比，跟g成反比 B.电场中某一点的场强与放入该点的试探电荷有关 C.B=号是点电荷的电场强度公式，其中Q是场源电荷的电荷量 D.以点电荷Q为中心、r为半径的球面上各处的场强E相同 第1页 5.如图所示，金属杆αb的质量为m,长为l,通过的电流为1，处在磁感应强度为B的匀强磁场中， 磁场方向与导轨平面成日角斜向上，结果ab静止于水平导轨上。已知重力加速度为g。关于金属杆 所受力的大小，下列说法正确的是() AB a A.安培力大小为BIlsin0 B.安培力大小为BI C.摩擦力大小为BIl cos日 D.支持力大小为mg+BIl cos日 6.如图所示，甲、乙都是由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R组成的电表，下列说法正确的是( A.甲表是电流表，R减小时量程减小 B.乙表是电流表，R增大时量程增大 C.甲表是电压表，R减小时量程减小 D.乙表是电压表，R增大时量程增大 7.平安同学先用多用电表的欧姆表“×10”挡测量，发现指针偏转角度很大而读数很小。为了减小测 量误差，他再次进行测量前应该进行的操作步骤顺序是（) ①将红表笔和黑表笔接触 ②把选择开关旋转到“×100”位置 ③把选择开关旋转到“×1”位置 ④调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 A.③①④ B.②①④ C.③④① D.②④① 8某静电除尘器的除尘原理如图，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电 场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，、b是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的 重力，下列说法正确的是（) 十十 A.烟尘颗粒带正电 B.a点电势高于b点电势 C.a点电场强度大于b点电场强度 D.烟尘颗粒在a点的电势能小于在b点的电势能 共4页 9,电容器充电后就储存了能量，某同学研究电容器储存的能量E与电容器的电容C、电荷量Q及电 容器两极间电压U之间的关系。他从等效的思想出发，认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极 板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压随电荷量9变 化的图像（如图所示)。按照他的想法，下列说法正确的是() A.4-9图线的斜率越大，电容C越大 B.搬运△q的电量，克服电场力所做的功近似等于△q上方小矩形的面积 C.对同一电容器，电容器储存的能量E与两极间电压U成正比 D.若电容器电荷量为Q时储存的能量为B,则电容器电荷量为号时储存的能量为 10.静电透镜是利用静电场使电子束汇聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如图所示.虚 线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线，等势线形状相对于 Ox轴、Oy轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线 的电势差相等.一个电子经过P点（其横坐标为-xo)时，速度与Ox 轴平行.适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在Ox轴上 方运动在通过电场区域过程中，该电子沿y方向的分速度y随位 置坐标x变化的示意图可能是图中（) 二、多项选择题（共5小题，每小题3分，共15分。每小题列出的四个选项中至少有两个是符合题 目要求的。全部选对得3分，选对但选不全得2分，选错得0分) 11.下列各图中，己标出电流I和磁场B的方向，其中符合安培定则的是（) D. 12.下列关于电源电动势的说法正确的是 A.电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置 B.电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功 C.电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领 D.把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势将变化 第2页， 13.在如图所示的U一-I图中；直线α为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压 与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图可知() A.电源的输出功率为4.0W 6 B.电源的路端电压为4.0V,电源的效率为66.7% 3.0 C.该电源的电动势为6.0V,电源内阻因发热损耗功率3.0W 2.0 1.0 1A D.用更大的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率增大 01.02.03.0 14.在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由α向b缓 慢滑动的过程中() A.电压表的示数增大，电流表的示数减小 B.电容器C所带电荷量减小 C.R的电功率增大 D.电源的输出功率可能先增大后减小 15,范德格拉夫静电加速器（简称范氏起电机）是1931年美国科学家范德格拉 夫发明的。它由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫做范德格拉夫起 电机；另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。其起电机部分结构如图所 示，金属球壳A固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带CD套在两个转 0 轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针（称做电刷），与传送带 靠近但不接触，其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高 加速苷 压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。 当正电荷到达电刷F附近时，由于感应起电和电晕放电作用，最终使得球壳上集聚大量电荷，从而 在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。带电粒子的加速是在加速管中进 行，加速管安装在起电机的绝缘支柱里面，管内抽成真空。管顶装有粒子源，底是靶。根据以上信 息，下列说法正确的是()（带电量为e的粒子经过1V的电压加速，电场力对它做的功就是leV) A,金属球达到带电稳定时，金属球带负电，且负电荷只能分布在金属球外表面 B,传送带左右两边均带正电 C.粒子在加速管中做变加速运动 D.若金属球和大地构成的电容器的电容为100pF,金属球所带电荷量为1.6×104C,从静止开始 加速带电量为le的粒子（不计重力），粒子轰击靶的能量为l.6MeV 共4页 三、实验题（共15分） 16.通过实验测量金属丝的电阻率。 (I)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量示数如图1所示，可得金属丝直径的测量值d=mm。 (2)按图2所示的电路测量金属丝的电阻Rx(阻值约为52)。实验中除开关、若干导线之外还提供了 下列器材： 器材（代号） 规格 电压表(”) 量程0~3V,内阻约3kn 电压表(V?) 量程0~15V,内阻约15k2 电流表（A) 量程0~3A,内阻约0.012 电流表(A2) 量程0~0.6A,内阻约0.12 滑动变阻器(R1) 总阻值约202 滑动变阻器(R2) 总阻值约5002 电源(E) 电动势约为3.0V 图2 从以上器材中选择合适的器材进行测量，电压表应选 电流表应选 滑动变阻器应选 (填器材代号)。 (3)若通过测量获得，金属丝的长度L、直径d,电阻Rx,由此可计算得出金属丝的电阻率p=一。 (4)考虑电表内阻的影响，金属丝的电阻比其实际值（选填“偏大”或“偏小”）。 17.要测定一节千电池的电动势E和内阻r(已知E约为1.5V,r约为12)。 AU八V 1.50 1.40里 1.30 1.20 1.10 1.00进 0 0.200.400.601A (1)为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的α、b两点间可接入的器件是 A.一个定值电阻 B.电阻箱 C.滑动变阻器 (2)为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选 （选填选项前的字母)。 A.电流表(0~0.6A),电压表(0~3V)B.电流表(0~0.6A),电压表(0~15V) C.电流表(0~3A),电压表(0~3V) D.电流表(0~3A),电压表(0~15V) 第3页 (3)经过多次测量，他们记录了多组电流表示数1和电压表示数U,并在图中画出了U-I图像。由图 像可以得出，此干电池的电动势的测量值E=V(保留三位有效数字)，内阻的测量值 r=2（保留两位有效数字)。 (4)由于电表并非理想电表，导致 (选填“电压”或“电流”)的测量存在系统误差。 (⑤)实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电流表的示数I及干电池的输出功率P都会发生变化，图中 的各示意图中正确反映关系的是 ∠，， 四、解答题（共40分，请在答题纸上写出必要的文字说明，重要的方程式，演算过程，明确数值和 单位，只有答案，没有过程不得分，书写不认真，无法辨认不得分) 18(6分)如图所示，长为1的绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。 现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37°角。重力加速 度为g,sin37°=0.6，cos37°=0.8。 E (1)判断小球的带电性质； 37 (2)求该匀强电场的电场强度E的大小： (3)若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧，将小球A 由静止释放，求小球运动到最低点时的速度大小。 19(6分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角037°， 在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的 一端接有电动势E=4.0V、内阻=0.502的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属 导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电 阻R=3.52,金属导轨的其它电阻不计，g取10m/s2。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，试求： (1)通过导体棒的电流： (2)导体棒受到的安培力大小和方向； (3)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。 共4页 20(8分)如图甲所示，多个横截面积相同的金属圆简依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的 长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和 该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在=0时，奇数圆筒相对 偶数圆筒的电势差为正值，此时位于金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的 电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆简1。圆简不同长度的设计，使电子运动到圆筒与圆筒之 间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速。经过次加速，进入电场强度 为E方向竖直向下的匀强电场，最后从该匀强电场右边缘射出。已知电子的质量为m、电子电荷量 为、电压的绝对值为U。、周期为T,竖直向下电场的极板长度为s,电子通过圆筒间隙的时间可以 忽略不计。求： (1)电子进入圆筒1时的速度大小”； (2)第n个圆简的长度L: (3)电子在竖直向下的匀强电场中竖直方向的位移大小y。 03456☐7 n 21（10分)对同一个物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度研究，找出其内在联系，从而 更加深刻地理解其物理本质。 (1)如图所示，A为电源正极，B为电源负极。设电源电动势为E,电源内阻为， 外电路电阻为R,闭合电路的电流为I。请根据电动势的定义，结合能量转化与守 恒定律，证明闭合电路欧姆定律的表达式。 (2)经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生分布不随时间变化的恒定电场。恒 定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，它的基本性质与静电场相同，在恒定 电场的作用下，金属中的自由电子做定向加速运动，在运动过程中与导体内不动的粒子不断碰撞， 每次碰撞后定向移动的速率减为0。碰撞阻碍了自由电子的定向运动，结果是大量自由电子定向移动 的平均速率不随时间变化。某种金属中单位体积内的自由电子数量为，自由电子的质量为m,所带 电荷量为e,如图所示，由该种金属制成的长为L,横截面积为S的圆柱形金属导体，将其两端加上 恒定电压U。为了简化问题，假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为。。 α.自由电子从静止开始加速时间为t时的速度： b.求金属导体中的电流I。 第4页， 22(10分)高中物理学习中，图像法是分析物理规律、解决实际问题的重要工具，是利用数学思想 方法解决物理问题的应用和体现。 (1)电势可以随时间变化，也可以随空间发生变化。自然界中某量D的变化可以记为△D,发生这个 变化所用的时间间隔可以记为△：变化量△D与M的比值2 就定义为这个量对时间的变化率。若 空间中存在一静电场，x轴与某条电场线重合。 ①请你类比上述变化率的概念写出电势P对空间位置x的变化率A的定义式； ②该静电场的电势P随x的分布可能是上图所示甲、乙两种情况中的一种。请你根据电势随空间的变 化情况分析比较两种情况的电场在0<x<d区域内的相同点和不同点。 (2)太阳能电池的核心部分是P型和N型半导体的交界区域一PN结，如图甲所示，取P型和N型 半导体的交界为坐标原点，PN结左、右端到原点的距离分别为x。、。无光照时，PN结内会形成 一定的电压，对应的电场称为内建电场E场，方向由N区指向P区；有光照时，原来被正电荷约束的 电子获得光能变为自由电子，就产生了电子一空穴对，空穴带正电且电荷量等于元电荷；不计自由 电子的初速度，在内建电场作用下，电子被驱向N区，空穴被驱向P区，于是N区带负电，P区带 正电，图甲所示的元件就构成了直流电源。某太阳能电池在有光持续照射时，若外电路断开，其PN 结的内建电场的电场强度E场的大小分布如图乙所示，己知x知、x和E。。若该电池短路时单位时间 内通过外电路某一横截面的电子数为，求此太阳能电池的电动势E和内阻。 PN结 E场 0 -XP -XP 0 XN 乙 甲 共4页